Залізничний вокзал Чамартін - ще один (поряд з вокзалом Аточа) вокзал Мадрида, він розташований на півночі міста. Побудований в 1982 році в ході підготовки до чемпіонату світу з футболу 1982 роки для розвантаження вокзалу Аточа.

Вокзал відносно новий і поки мало завантажений. Пов'язано це з тим, що коли почалося проектування і будівництво високошвидкісних залізничних ліній в 1992 році, його обійшли стороною, зосередивши всі маршрути на вокзалі Аточа. Тому вокзал служить для приміського руху і з нього йдуть кілька швидких поїздів. З вокзалом Аточа він з'єднаний двома тунелями та через нього проходить поїзд в аеропорт. Дістатися до вокзалу можна на метро, ​​станція Pinar de Chamartín 1 лінії.

Чамартін обслуговує такі напрямки, як Альбасете, Аліканте, Барселона, Більбао, Кадіс, Кордова, Ірун, Малага, Севілья, Сарагоса та інші.

У грудні 2007 року з вокзалу Чамартін було запущено рух швидкісних поїздів з Мадрида в Вальядолід.